Tractament d'aigües residuals amb quitosà

En els sistemes convencionals de tractament d'aigua, els floculants més utilitzats són les sals d'alumini i les sals de ferro. Les sals d'alumini que queden a l'aigua tractada posaran en perill la salut humana i les sals de ferro residuals afectaran el color de l'aigua, etc.; en la majoria dels casos, en el tractament d'aigües residuals, és difícil superar els problemes de contaminació secundària, com ara una gran quantitat de fangs i la difícil eliminació dels fangs. Per tant, la necessitat d'implementar estratègies de desenvolupament sostenible avui dia és buscar un producte natural que no causi contaminació secundària al medi ambient per substituir els floculants de sal d'alumini i sal de ferro. Els floculants de polímers naturals han atret molta atenció entre molts floculants a causa de les seves abundants fonts de matèries primeres, baix preu, bona selectivitat, petita dosi, seguretat i no toxicitat, i biodegradació completa. Després de dècades de desenvolupament, han sorgit un gran nombre de floculants de polímers naturals amb diferents propietats i usos, entre els quals actualment s'utilitzen àmpliament el midó, la lignina, el quitosà i la cola vegetal.

QuitosàPropietats

El quitosà és un sòlid blanc amorf, translúcid i escamós, insoluble en aigua però soluble en àcid, que és el producte de desacetilació de la quitina. En general, el quitosà es pot anomenar quitosà quan el grup N-acetil de la quitina s'elimina en més d'un 55%. La quitina és el component principal dels exoesquelets d'animals i insectes, i és el segon compost orgànic natural més gran de la Terra després de la cel·lulosa. Com a floculant, el quitosà és natural, no tòxic i degradable. Hi ha molts grups hidroxil, grups amino i alguns grups N-acetilamino distribuïts a la cadena macromolecular del quitosà, que poden formar polielectròlits catiònics amb alta densitat de càrrega en solucions àcides, i també poden formar estructures en forma de xarxa mitjançant enllaços d'hidrogen o enllaços iònics. Engabia les molècules, complexant i eliminant així molts ions de metalls pesants tòxics i nocius. El quitosà i els seus derivats tenen una àmplia gamma d'usos, no només en tèxtils, impressió i tenyit, fabricació de paper, medicina, alimentació, indústria química, biologia i agricultura i molts altres camps amb molts valors d'aplicació, sinó també en el tractament d'aigües, es poden utilitzar com a adsorbent, agents de floculació, fungicides, intercanviadors d'ions, preparacions de membranes, etc. El quitosà ha estat aprovat per l'Agència de Protecció Ambiental dels Estats Units com a agent purificador per a l'aigua potable a causa dels seus avantatges únics en aplicacions de subministrament d'aigua i tractament d'aigües.

Aplicació deQuitosàen Tractament d'Aigües

(1) Eliminar els sòlids en suspensió del cos d'aigua. En aigua natural, es converteix en un sistema col·loide carregat negativament a causa de l'existència de bacteris argilosos, etc. Com a polímer catiònic de cadena llarga, el quitosà pot tenir la doble funció de neutralització elèctrica i coagulació, i d'adsorció i pont, i té un fort efecte de coagulació sobre les substàncies en suspensió. En comparació amb l'alum i la poliacrilamida tradicionals com a floculants, el quitosà té un millor efecte clarificador. RAVID et al. van estudiar l'efecte del tractament de floculació de la distribució d'aigua amb caolí únic quan el valor de pH del quitosà era de 5-9, i van trobar que la floculació es veia molt afectada pel valor de pH, i el valor de pH efectiu de l'eliminació de la terbolesa era de 7,0-7,5. Amb 1 mg/L de floculant, la taxa d'eliminació de la terbolesa supera el 90%, i els flocs produïts són gruixuts i ràpids, i el temps total de sedimentació de la floculació no supera l'1 h; però quan el valor del pH disminueix o augmenta, l'eficiència de la floculació disminueix, cosa que indica que només en un rang de pH molt estret, el quitosà pot formar una bona polimerització amb partícules de caolí. Alguns estudis han descobert que quan la suspensió de bentonita floculada es tracta amb quitosà, el rang de valor de pH adequat és ampli. Per tant, quan l'aigua tèrbola conté partícules similars al caolí, cal afegir una quantitat adequada de bentonita com a coagulant per millorar la polimerització dequitosàsobre les partícules. Més tard, RAVID et al. van descobrir que

Si hi ha humus a la suspensió de caolí o diòxid de titani, és fàcil flocular-lo i precipitar-lo amb quitosà, perquè l'humus carregat negativament s'adhereix a la superfície de les partícules i l'humus facilita l'ajust del valor del pH. El quitosà encara va mostrar propietats de floculació superiors per a masses d'aigua naturals amb diferent terbolesa i alcalinitat.

(2) Eliminar les algues i els bacteris del cos d'aigua. En els darrers anys, algunes persones a l'estranger han començat a estudiar l'adsorció i la floculació del quitosà en sistemes col·loïdals biològics com ara algues i bacteris. El quitosà té un efecte d'eliminació sobre les algues d'aigua dolça, és a dir, l'espirulina, les algues oscil·ladores, la chlorella i les algues blavoses. Els estudis han demostrat que per a les algues d'aigua dolça, l'eliminació és millor a un pH de 7; per a les algues marines, el pH és més baix. La dosi adequada de quitosà depèn de la concentració d'algues al cos d'aigua. Com més alta sigui la concentració d'algues, més dosi de quitosà cal afegir, i l'augment de la dosi de quitosà tendeix a causar floculació i precipitació més ràpides. La terbolesa pot mesurar l'eliminació d'algues. Quan el valor del pH és de 7, 5 mg/Lquitosàpot eliminar el 90% de la terbolesa de l'aigua, i com més alta sigui la concentració d'algues, més gruixudes seran les partícules del flòcul i millor serà el rendiment de sedimentació.

L'examen microscòpic va mostrar que les algues que es van eliminar per floculació i sedimentació només estaven agregades i adherides, i encara es trobaven en un estat intacte i actiu. Com que el quitosà no causa cap efecte negatiu sobre les espècies de l'aigua, l'aigua tractada encara es pot utilitzar per a l'aqüicultura d'aigua dolça, a diferència d'altres floculants sintètics per al tractament d'aigües. El mecanisme d'eliminació del quitosà en els bacteris és relativament complicat. En estudiar la floculació d'Escherichia coli amb quitosà, es descobreix que el mecanisme de pont desequilibrat és el mecanisme principal del sistema de floculació, i el quitosà produeix enllaços d'hidrogen sobre les restes cel·lulars. Un altre estudi va mostrar que l'eficiència de la floculació del quitosà d'E. coli no només depèn de la càrregabilitat del dielèctric, sinó també de la seva dimensió hidràulica.

(3) Eliminar l'alumini residual i purificar l'aigua potable. Les sals d'alumini i els floculants de polialumini s'utilitzen àmpliament en els processos de tractament d'aigua de l'aixeta, però l'ús de floculants de sals d'alumini pot conduir a un augment del contingut d'alumini a l'aigua potable. L'alumini residual a l'aigua potable és un greu perill per a la salut humana. Tot i que la quitosana també té el problema dels residus d'aigua, com que és un aminopolisacàrid alcalí natural no tòxic, el residu no causarà danys al cos humà i es pot eliminar en el procés de tractament posterior. A més, l'ús combinat de quitosana i floculants inorgànics com el clorur de polialumini pot reduir el contingut d'alumini residual. Per tant, en el tractament de l'aigua potable, la quitosana té els avantatges que altres floculants de polímers orgànics sintètics no poden substituir.

Aplicació de quitosà en el tractament d'aigües residuals

(1) Eliminar ions metàl·lics. La cadena molecular dequitosài els seus derivats contenen un gran nombre de grups amino i grups hidroxil, de manera que té un efecte quelant sobre molts ions metàl·lics i pot adsorbir o capturar eficaçment ions de metalls pesants a la solució. Catherine A. Eiden i altres estudis han demostrat que la capacitat d'adsorció del quitosà a Pb2+ i Cr3+ (en unitat de quitosà) arriba als 0,2 mmol/g i 0,25 mmol/g, respectivament, i té una forta capacitat d'adsorció. Zhang Ting'an et al. van utilitzar quitosà desacetilat per eliminar el coure per floculació. Els resultats van mostrar que quan el valor del pH era de 8,0 i la concentració en massa d'ions de coure a la mostra d'aigua era inferior a 100 mg/L, la taxa d'eliminació del coure era superior al 99%; La concentració en massa és de 400 mg/L i la concentració en massa d'ions de coure al líquid residual encara compleix amb l'estàndard nacional de descàrrega d'aigües residuals. Un altre experiment va demostrar que quan el pH és de 5,0 i el temps d'adsorció és de 2 h, la taxa d'eliminació de quitosà a Ni2+ en el líquid residual de níquel químic d'adsorció pot arribar al 72,25%.

(2) Tractar les aigües residuals amb un alt contingut en proteïnes, com ara les aigües residuals dels aliments. Durant el processament d'aliments, es descarreguen aigües residuals que contenen una gran quantitat de sòlids en suspensió. La molècula de quitosà conté un grup amida, un grup amino i un grup hidroxil. Amb la protonació del grup amino, es mostra el paper del polielectròlit catiònic, que no només té un efecte quelant sobre els metalls pesants, sinó que també pot flocular i adsorbir eficaçment partícules fines carregades negativament a l'aigua. La quitina i el quitosà poden formar complexos mitjançant enllaços d'hidrogen amb proteïnes, aminoàcids, àcids grassos, etc. Fang Zhimin et al. van utilitzarquitosà, sulfat d'alumini, sulfat fèrric i ftalamida de polipropilè com a floculants per recuperar proteïnes de les aigües residuals del processament de marisc. Es pot obtenir una alta taxa de recuperació de proteïnes i transmitància de la llum dels efluents. Com que el quitosà en si no és tòxic i no té contaminació secundària, es pot utilitzar per reciclar substàncies útils com ara proteïnes i midó en aigües residuals de plantes de processament d'aliments per al seu processament i reutilització, com ara afegir-les als pinsos com a pinso per a animals.

(3) Tractament d'aigües residuals d'impressió i tenyit. Les aigües residuals d'impressió i tenyit es refereixen a les aigües residuals abocades del cotó, la llana, les fibres químiques i altres productes tèxtils en el procés de pretractament, tenyit, impressió i acabat. Normalment conté sals, tensioactius orgànics i colorants, etc., amb components complexos, gran croma i alta COD, i es desenvolupen en la direcció de l'antioxidació i la antibiodegradació, cosa que és extremadament perjudicial per a la salut humana i el medi ambient. El quitosà conté grups amino i grups hidroxil, i té un fort efecte d'adsorció sobre els colorants, incloent: adsorció física, adsorció química i adsorció d'intercanvi iònic, principalment a través d'enllaços d'hidrogen, atracció electrostàtica, intercanvi iònic, força de van der Waals, interacció hidrofòbica, etc. Al mateix temps, l'estructura molecular del quitosà conté un gran nombre de grups amino primaris, que formen un excel·lent agent quelant de polímers a través d'enllaços de coordinació, que poden aglutinar els colorants a les aigües residuals, i no són tòxics i no produeixen contaminació secundària.

(4) Aplicació en la deshidratació de fangs. Actualment, la gran majoria de les plantes de tractament d'aigües residuals urbanes utilitzen poliacrilamida catiònica per tractar els fangs. La pràctica ha demostrat que aquest agent té un bon efecte de floculació i és fàcil de deshidratar els fangs, però el seu residu, especialment el monòmer d'acrilamida, és un fort carcinogen. Per tant, és una tasca molt significativa buscar el seu reemplaçament. El quitosà és un bon condicionador de fangs, que ajuda a formar micel·les de bacteris de fangs activats, que poden aglomerar matèria suspesa carregada negativament i matèria orgànica a la solució i millorar l'eficiència del tractament del procés de fangs activats. Els estudis han demostrat que el floculant compost de clorur de polialumini/quitosà no només té un efecte evident en el condicionament de fangs, sinó que també, en comparació amb l'ús d'un únic PAC o quitosà, la resistència específica dels fangs arriba primer a un punt baix i la taxa de filtració és més alta. És ràpid i és un millor condicionador; a més, s'utilitzen tres tipus de carboximetil quitosà (N-carboximetil quitosà, N, O-carboximetil quitosà i O-carboximetil quitosà). El floculant es va provar sobre el rendiment de deshidratació dels fangs i es va trobar que els flocs formats eren forts i no es trencaven fàcilment, cosa que indica que l'efecte del floculant sobre la deshidratació dels fangs era significativament millor que el dels floculants ordinaris.

Quitosài els seus derivats són rics en recursos, naturals, no tòxics, degradables i tenen diverses propietats alhora. Són agents de tractament d'aigües verdes. La seva matèria primera, la quitina, és el segon compost orgànic natural més gran de la Terra. Per tant, en els darrers anys, el desenvolupament de la quitosana en el tractament d'aigües ha tingut un impuls de creixement evident. Com a polímer natural que converteix els residus en tresor, la quitosana s'ha aplicat inicialment en molts camps, però el rendiment i l'aplicació dels productes nacionals encara tenen una certa diferència en comparació amb altres països avançats. Amb l'aprofundiment de la investigació sobre la quitosana i els seus derivats, especialment la quitosana modificada amb excel·lents propietats de síntesi, té cada cop més valor d'aplicació. L'exploració de la tecnologia d'aplicació de la quitosana en el tractament d'aigües i el desenvolupament de productes respectuosos amb el medi ambient a partir de derivats de la quitosana amb una gamma d'aplicació més àmplia tindran un valor de mercat i perspectives d'aplicació molt àmplies.

Quitosà, fabricants de quitosà, quitosà mua, quitosà soluble, usos del quitosà, preu del quitosà, agricultura de quitosà, preu del quitosà per kg, quitosà de quitina, comprar quitosà, productes agrícoles de quitosà, preu de la pols de quitosà, suplement de quitosà, quitosà per al tractament d'aigües residuals, oligosacàrid de quitosà, quitosà soluble en aigua, quitina i quitosà, preu del quitosà al Pakistan, antimicrobià de quitosà, diferència de quitina i quitosà, preu de la pols de quitosà, reticulació de quitosà, solubilitat de quitosà en etanol, quitosà en venda a les Filipines, quitosà Tailàndia, usos del quitosà en l'agricultura, preu del quitosà per kg, beneficis del quitosà, dissolvent de quitosà, viscositat del quitosà, comprimits de quitosà, quitosà, preu del quitosà, pols de quitosà, quitosà soluble en aigua, quitosà soluble, quitina i quitosà, aplicacions del quitosà, quitina. Us convidem a visitar la nostra empresa i fàbrica i les nostres exposicions. diversos productes i solucions que satisfaran les vostres expectatives. Mentrestant, us recomanem que visiteu el nostre lloc web. El nostre personal de vendes farà tot el possible per oferir-vos els millors serveis. Si necessiteu més informació, no dubteu a contactar-nos.contacteu-nosvia correu electrònic, fax o telèfon.